一种成型燃料的平模成型模具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物质能源化利用领域，设及一种成型燃料的平模成型模具，尤其是 一种可将农业废弃物（如小麦枯杆、玉米枯杆等）合理地压缩为成型燃料的模具。
【背景技术】
[0002] 随着经济的发展和人民收入的增加，在较为接近商品能源产区的农村地区，商品 能源（如煤、液化石油气等）已成为其主要的炊事用能，从而使传统方式利用的生物质能首 先成为被替代的对象，致使被弃于田间地头而随意焚烧的枯杆量逐渐增加，不仅浪费了资 源，还严重污染了大气，危害了人类的生存环境，同时也浪费了宝贵的可再生能源。我国又 是一个燃煤污染排放很严重的国家，改善能源结构，减少环境污染是亟需解决的问题。生物 质成型燃料技术可W在获得优质能源的同时，实现对生物质能源化处理和资源化利用，改 善和提高能源的综合效益。
[0003] 目前，我国年产农作物枯杆量十分丰富，约为8亿吨，除部分用于造纸和畜牧饲料 夕F，大约3. 5亿吨可作为能源使用，折合约1. 8亿吨标准煤。根据《可再生能源法》，研究制 定支持生物质能发展的配套法规和政策措施，出台财政补贴、投资政策、税收优惠、用户补 助等经济激励政策。加大对农业生物质能产业的补贴力度，对从事生物质能技术研发和设 备制造等企业给与所得税优惠。对使用生物质固化成型燃料炉具的农户给予一次性补贴。 我国《可再生能源中长期发展规划》中要求2020年生物质成型燃料年利用量达到5000万 吨，成型燃料技术推广发展前景良好。
[0004] 农业废弃物成型燃料生产技术是生物质成型燃料成型技术的一种，可将农作物枯 杆等农业废弃物从分散、没有一定形状的原料压缩为形状固定、密度较大的成型燃料，从而 节约运输和储存费用，改善燃烧状况，扩大应用范围。对于农作物枯杆为原料的生物质成型 燃料生产系统，利用平模成型设备，相比环模、螺杆等成型设备，其能耗较低、稳定性较好。 我国是农业大国，主要的生物质原料为农业剩余物，因此，进行平模成型设备模具发明创造 具有重要意义。
[0005] 成型模具是成型设备的重要部件，成型模具的寿命、成型过程的能耗和稳定性是 成型设备选择模具的主要参考。目前，将农作物枯杆等生物质粉碎后压缩成型的模具已有 不少种类，但该些模具存在着W下问题；模具运行后磨损严重，从模具材料上改进不能满足 要求；成型模具和平模为一体，需要带平模一起更换；燃料模具压缩成型过程易于堵塞成 型孔，压缩能耗较高；原料进料不稳定、不顺畅，能耗高，易磨损。
[0006] 总体上，我国农作物枯杆资源比较丰富，也面临着能源短缺和生物质随意焚烧带 来的污染问题，同时成型燃料核屯、技术还发展不完善。因此，进行农作物枯杆成型燃料成型 模具的研究，开发能耗低、成型稳定的成型模具，进而满足成型燃料的经济生产，为成型燃 料示范推广和应用提供保障，最终达到减少化石燃料消耗、改善能源结构、减少温室气体排 放、减轻环境污染、增加农民收入、促进新农村建设和发展低碳经济的目的。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种成型燃料的平模成型模具，可W克服目前成型模具易磨 损、压缩能耗高、原料进料不稳定W及成型模具和平模需要一起更换等问题。
[000引为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0009] 一种成型燃料的平模成型模具，所述成型模具呈管状，上端为进料口，下端为出料 口，进料口呈圆台状，进料口内径由上至下缩小并与成型模具内壁平滑过渡。
[0010] 优选的，所述成型模具长度与其内径（下简称长径比）的比值为4. 0~5. 0。
[0011] 优选的，所述模具的进料口的开口锥度为45~50。。
[0012] 优选的，所述模具的进料口的底圆直径与母线长度的比（下简称径斜比）为 5. 0 ~6. 0。
[0013] 优选的，所述成型模具长度与其内径的比值为4. 5,进料口的开口锥度为46°，进 料口的底圆直径与母线长度的比为5. 5。
[0014] 优选的，所述的模具均匀嵌设在平模中。
[0015] 此设置改变了模具与平模一体设置的现状，成型模具更换方便，运行一定时间后 容易拆卸和安装，不需要更换整个平模，提高了经济性。
[0016] 本发明提供了一种农业废弃物成型燃料的平模成型模具，分别对长径比、开口锥 度和径斜比进行了优化。农业废弃物通过平模设备进行成型的过程中，本发明长径比范围 的模具可提高压缩密度，减少单位质量成型燃料的电耗。如在模具的长径比为4. 0~5. 0 时，农作物枯杆等经过压缩成型后的成型燃料密度在0. 9g/cm3W上。本发明开口锥度和径 斜比范围的模具有利于进料顺畅，减少进料阻力，提高成型效率，减少单位质量成型燃料的 电耗。当控制模具的长径比为4. 0~5. 0,开口锥度为45~50。时，成型燃料电耗在25kWh/ t W下。当控制模具的长径比为4.0~5.0,开口锥度为45~50。，径斜比为5.0~6.0时， 成型燃料的成型率为95% W上，且减少了成型燃料的堵塞，成型过程能够连续稳定运行，生 产效率高。
[0017] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：
[001引本发明成型燃料的平模成型模具结构新颖、加工方便、生产效率高、耗能低、磨损 小、运行稳定，适合生物质成型燃料平模生产设备使用，在成型燃料生产过程中能够产生良 好的经济和社会效益。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明成型燃料的平模成型模具的结构示意图；
[0020] 图2为本发明成型燃料的平模成型模具的参数标注示意图，图中，L表示成型模具 长度，D为成型模具内径（即进料口的底圆直径），s为模具的圆台状进料口的母线长度，a 为进料口的开口锥度；
[0021] 图3为成型燃料的平模成型模具与平模配合后的示意图。
【具体实施方式】
[0022] W下W具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：
[0023] 如图1所示，一种农业废弃物成型燃料的平模成型模具，所述成型模具呈管状，上 端为进料口 1，下端为出料口 2,进料口 1呈圆台状，其内径由上至下缩小并与成型模具内壁 3平滑过渡。
[0024] 所述的成型模具长度与其内径的比（长径比，L/D)为4.0~5.0,模具的进料口的 开口锥度（a)为45~50°，模具的进料口的底圆直径与母线长度的比（径斜比，即D/s) 为 5. 0 ~6. 0。
[0025] 工作时，粉碎后的农业废弃物原料，通过压力的作用进入成型模具进料口，物料通 过出料口挤出成型燃料，成型燃料的密度在〇.90g/cm 3W上，生产成型燃料的电力消耗小于 25kWh/t，有效成型燃料比率达到95% W上。
[0026] 实施例1-7
[0027] 成型燃料模具开口锥度为46。、径斜比为5. 5,分别进行长径比为3.0、3.5、4.0、 4. 5、5. 0、5. 5、6. 0的成型燃料试验，结果如表1所示。
[002引 表1
[0029]
【主权项】
1. 一种成型燃料的平模成型模具，其特征在于，所述成型模具呈管状，上端为进料口， 下端为出料口，进料口呈圆台状，进料口内径由上至下缩小并与成型模具内壁平滑过渡。
2. 如权利要求1所述的成型燃料的平模成型模具，其特征在于，所述成型模具长度与 其内径的比值为4.0~5.0。
3. 如权利要求2所述的成型燃料的平模成型模具，其特征在于，所述模具的进料口的 开口锥度为45~50°。
4. 如权利要求2所述的成型燃料的平模成型模具，其特征在于，所述模具的进料口的 底圆直径与母线长度的比为5. 0~6. 0。
5. 如权利要求1-4任一所述的成型燃料的平模成型模具，其特征在于，所述的模具均 匀嵌设在平模中。
6. 如权利要求5所述的成型燃料的平模成型模具，其特征在于，所述成型模具长度 与其内径的比值为4. 5,进料口的开口锥度为46°，进料口的底圆直径与母线长度的比为 5. 5〇
【专利摘要】本发明属于生物质能源化利用领域，涉及一种成型燃料的平模成型模具。所述成型模具呈管状，上端为进料口，下端为出料口，进料口呈圆台状，其内径由上至下缩小并与成型模具内壁平滑过渡。本发明成型燃料的平模成型模具结构新颖、加工方便、生产效率高、耗能低、磨损小、运行稳定，适合生物质成型燃料平模生产设备使用，在成型燃料生产过程中能够产生良好的经济和社会效益。
【IPC分类】C10L5-44
【公开号】CN104673423
【申请号】CN201510074665
【发明人】王志伟, 常霞, 雷廷宙, 李在峰, 辛晓菲, 赵宝珠, 杨树华, 于显敬, 吴艺峰, 何晓峰, 朱金陵
【申请人】河南省科学院能源研究所有限公司, 河南省生物质能源重点实验室
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月12日